基于arduino mega2560的前列腺粒子植入机器人控制系统研究

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1、工学硕士学位论文基于ArduinoMega2560的前列腺粒子植入机器人控制系统研究李斌哈尔滨理工大学2016年3月哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《基于ＡｒｄｕｉｎｏＭｅｇａ２５６０的前列腺粒子植入机器人控制系统研究》，，是本人在导师指导下在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研巧工作所取得的成果。据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研兄成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均在文中从明确方式注明。本声明的法律结果将由本人承担。作者签名日期；年月遂曰＾＾哈

2、尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《基于ＡｒｄｕｉｎｏＭ巧ａ２５６０的前列腺粒于植入机器人控制系统研巧》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有｛本论文的研究内容不得抖其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可ｔｙ■采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可＾＾（公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于。保密□，在年解密后适用授权书不保

3、密囚（请在切上相应方框内打Ｖ）作者签名曰期；年月？＾＾导师签名：曰期：么〇年月曰／《诚文务Ｉ勺国内图书分类号：TP242工学硕士学位论文基于ArduinoMega2560的前列腺粒子植入机器人控制系统研究硕士研究生：李斌导师：姜金刚申请学位级别：工学硕士学科、专业：机械电子工程所在单位：机械动力工程学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP242DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchoftheControlSystemofthePr

4、ostateSeedsImplantationRobotBasedonArduinoMega2560Candidate：LiBinSupervisor：JiangJingangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechatronicEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基于ArduinoMega2560的前列腺粒子植

5、入机器人控制系统研究摘要传统的粒子植入手术是由医生手动完成的，这种方式定位精度低、灵活性差、连续工作能力差，利用机器人来进行手术，不仅可以避免上述缺点，还能够减小手术创口，加快术后恢复速度。控制系统作为机器人运行的核心，研究出一套高性能的控制系统具有重要的现实意义。本文基于ArduinoMega2560对前列腺粒子植入机器人控制系统进行研究。采用LabVIEW设计上位机人机交互界面，开发一套界面直观、功能性强的控制系统。首先，本文根据工作空间、定位精度的要求，确定机器人的构型，通过分析最大倾覆力矩，为机器人选择合理的动力装置。利用D-H法建立机器人的连杆坐标系模

6、型以及运动学模型，对其进行运动学分析。其次，本文对下位机控制器的重要模块如核心电路模块、电源电路模块、通信电路模块进行设计与开发。对机器人的运动原理进行分析，进行软件设计，开发一套人机交互界面友好、开发周期短、功能性强的开环控制系统。再次，本文利用指数形速度控制曲线解决步进电机在开环控制系统中存在的丢步、震动问题。由于其本身离散化过程比较复杂，进一步对步进电机指数形速度控制曲线进行优化，并利用Simulink对其进行仿真验证。最后，本文通过对所设计的控制系统进行实验验证，证明控制系统可以提高控制精度，优化后的速度控制曲线能够提高系统运行稳定性。为前列腺粒子植入机

7、器人控制系统的进一步研究奠定坚实的基础。关键词前列腺粒子植入机器人；控制系统；ArduinoMega2560；速度控制曲线-I-哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ResearchoftheControlSystemoftheProstateSeedsImplantationRobotBasedonArduinoMega2560AbstractTraditionalseedsimplantationsurgeryisdonemanuallybydoctor,ithasdefectssuchaslowprecisionaccuracy,lessflexible,poor

8、continuouswo